植物化学国家级精品课程课件(高锦明)

6.根据物质吸附性的差别, 如何对植物有效成分进行分离？
在植物化学成分分离及精制工作中，应用较多的是固液吸附，其中涉及吸附剂、被分离 物质和洗脱剂 3 个要素。按常用吸附剂的不同，大致可分为以下几种。
1）硅胶吸附色谱 硅胶为极性吸附剂，吸附力的大小取决于被分离物质的极性（极性越大，吸附力越强） 和洗脱溶剂的极性（溶剂极性越弱，硅胶对被分离物质的吸附能力越强）。因此，用硅胶吸 附色谱分离一组极性不同的混合物时，极性大的物质因吸附力大而洗脱慢；洗脱溶剂的极性
5.如何根据物质分子大小对植物有效成分进行分离与精制？
1.透析法 适用于水溶性的大分子成分（如蛋白质、多肽、多糖）与小分子成分（如氨基酸、单糖、 无机混合物时，各组分按分子由大到小的 顺序先后流出并得到分离。常用凝胶有葡聚糖凝胶（Sephadex G）和羟丙基葡聚糖凝胶 （Sephadex LH-20）。前者只适于在水中应用。后者既可在水中应用，又可在有机溶剂中应 用，分离混合物时，既有分子筛作用，又有吸附作用。如分离游离黄酮时，主要靠吸附作用； 分离黄酮苷时，则分子筛的性质起主导作用。 3.超滤法 4.超速离心法
（二）苷：天麻苷；苦杏仁苷；山慈菇苷 A；靛苷；萝卜苷、芥子苷；巴豆苷；野樱苷。 （三）醌类：紫草素；丹参醌ⅡA、丹参ⅡB、丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙； 大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素；茜草素、羟基茜草素、伪羟基茜草素； 芦荟苷；番泻苷 A、B、C、D。 （四）香豆素和木脂素：伞形花内酯、七叶内酯、七叶苷、白蜡素、白蜡树苷；补骨脂 内酯、异补骨脂内酯；花椒内酯、邪蒿内酯；茵陈炔内酯、仙鹤草内酯；牛蒡子苷；连翘脂 素、连翘苷；五味子醇、五味子素、五味子酯甲、乙、丙、丁和戊；厚朴酚、和厚朴酚。 （五）黄酮：黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、芹菜素、木犀草素；芦丁、槲皮 素、山奈酚、杨梅素；大豆素、大豆苷、葛根素；橙皮苷、杜鹃素。 （六）萜：龙脑、薄荷醇、薄荷酮、新薄荷醇；青蒿素；银杏内脂、穿心莲内酯、雷公 藤内酯、甜菊苷、紫杉醇；栀子苷、桃叶珊瑚苷、梓醇苷；獐牙菜苷、獐牙菜苦苷、龙胆苦 苷；鱼腥草素、桂皮醛、丁香酚、细辛醚。 （七）皂苷：菝契皂苷元、薯蓣皂苷元；原蜘蛛抱蛋皂苷；燕麦皂苷 B；猪苓酸 A；人 参皂苷 Rb1、Rb2、Rc、Rd；人参皂苷 Re、Rf、Rg1、Rg2；人参皂苷 Ro；甘草皂苷；知母 皂苷。 （八）强心苷：紫花洋地黄苷 A、毛花洋地黄苷甲、K-毒毛旋花子苷；洋地黄毒苷。 （九）其他成分：对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸；柠檬酸、苹果酸、酒石酸、 琥珀酸；绿原酸、异绿原酸、3，4-二咖啡酰奎宁酸、3，5-二咖啡酰奎宁酸、4，5-二咖啡酰 奎宁酸；3，4-二咖啡酰奎宁酸；五倍子鞣质；诃子鞣质；大黄鞣质；牛膝甾酮、杯苋甾酮。
7.选择离子交换法分离植物有效成分，需注意什么问题？
1）离子交换法适用于酸性、碱性或两性成分的分离，即要求被分离物质在水（或酸水， 或碱水）溶液中呈解离状态。
2）根据被分离物质呈解离状态时所带电荷的性质，可选择阴离子交换树脂或阳离子交 换树脂。鉴于植物所含大多数酸性、碱性或两性成分的酸碱性均较弱，一般在分离碱性成分 时选择强酸性的阳离子交换树脂，在分离酸性成分时选择强碱性的阴离子交换树脂。
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3）通过改变溶剂 pH 值改变成分的存在状态。适用于酸性、碱性或两性亲脂性成分的 分离。如分离碱性成分的酸提碱沉法和分离酸性成分的碱提酸沉法。
4） 通过加入某种试剂与欲分离成分生成难溶性的复合物或化合物。如铅盐沉淀法（包 括中性醋酸铅或碱式醋酸铅）、雷氏盐沉淀法（分离水溶性生物碱）、胆甾醇沉淀法（分离甾 体皂苷）等。
3.根据物质溶解度的差别，如何对植物有效成分进行分离与精制？
1．结晶法 需要掌握结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。 结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热 都不溶或冷热都易溶。沸点要适当，不宜过高或过低，如乙醚就不宜用。 判定结晶纯度的方法：理化性质均一；固体化合物熔距 ≤ 2℃；TLC 或 PC 展开呈单一 斑点；HPLC 或 GC 分析呈单峰。 2．沉淀法 可通过 4 条途径实现： 1）通过改变溶剂极性改变成分的溶解度。常见的有水提醇沉法（沉淀多糖、蛋白质）、 醇提水沉法（沉淀树脂、叶绿素）、醇提乙醚或丙酮沉淀法（沉淀皂苷）等。 2）通过改变溶剂强度改变成分的溶解度。使用较多的是盐析法，即在植物水提液中加 入一定量的无机盐，使某些水溶性成分溶解度降低而沉淀出来。
3）通过选择阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，可将植物水提物中酸性、碱性、两性 和中性成分进行分离。
4）离子交换法亦可用于相同电荷离子的分离，其分离的依据是解离程度的不同（酸性 或碱性不同的化合物，在相同条件下，其解离程度会有差异）。解离程度越大，被洗脱下来 的速度越慢。
8.重要的植物化学成分有哪些？
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性（或虽可溶于水，但经盐析后可被与水不相混溶的有机溶剂提出，如麻黄碱）。凡能满足 上述 3 个条件的植物化学成分均可采用此法提取。如精油、挥发性生物碱（如麻黄碱等）、 小分子的苯醌和萘醌、小分子的游离香豆素等。
（三）升华法 适用于具有升华性的成分的提取。如游离的醌类成分（大黄中的游离蒽醌）、小分子的 游离香豆素等，以及属于生物碱的咖啡因，属于有机酸的水杨酸、苯甲酸，属于单萜的樟脑 等。 （四）CO2超临界流体提取法
植物化学复习指导
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植物化学成分提取、分离和结构测定方法 糖及苷类 氨基酸、环肽及蛋白质 醌类化合物 苯丙素类化合物 黄酮类化合物 鞣质 萜类化合物及精油 三萜类化合物 甾体类化合物 生物碱
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植物化学成分提取、分离和结构测定方法
1.植物化学成分的提取方法有哪些？
（一）溶剂法 针对植物所含有效成分及共存杂质的性质，选择适当的溶剂，采用适宜的方法将有效成 分从药材中提取出来。需要掌握 4 个方面的问题： 1.常用溶剂及性质 常用溶剂包括石油醚、苯、乙醚（Et2O）、氯仿（CHCl3）、乙酸乙酯（EtOAc）、正丁醇 （n-BuOH）、丙酮（Me2O）、乙醇（EtOH或Alc）、甲醇（MeOH）、水等，极性依次由小渐 大。其中排在正丁醇以前的溶剂与水混合后能够分层，可用于从水溶液中萃取化学成分，而 丙酮、乙醇、甲醇与水混合后不分层。另外象氯仿比水重、乙醚沸点低等一些基本知识，需 要知道。 2． 植物化学成分的极性 植物化学成分因分子结构的不同会表现不同的极性。化合物极性的大小由分子中所含官 能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。一般而言，植物成分的分子越小，取代基 的极性越强，极性基团的数目越多，则该成分极性越大，亲水性越强。 如何判断某混合物 中各成分的极性相对大小，是一个非常重要的问题。 3． 溶剂提取法的基本原理——相似相溶原理 “相似相溶原理”的“相似”指的是极性相似，即所用溶剂的极性要与所提取成分的极性相 似。一般，亲脂性强的溶剂，如石油醚，可提取亲脂性强的植物成分，如油脂、精油、游离 甾体和三萜类化合物；氯仿或乙酸乙酯可提取游离生物碱、有机酸及黄酮苷元、香豆素苷元 等中等极性化合物；丙酮或乙醇、甲醇可提取苷类、生物碱盐、鞣质等极性化合物；水可提 取氨基酸、糖等水溶性成分。 4． 提取方法 溶剂法提取植物成分的常用方法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法和连续回流提 取法 5 种。其中浸渍法和渗漉法属于冷提法，适用于对热不稳定的成分的提取，但提取效率 低于热提法，因此提取时间长、消耗溶剂多。含淀粉、果胶、粘液质等杂质较多的植物提取 可选择浸渍法。煎煮法、回流提取法和连续回流提取法属于热提法，提取效率高于浸渍法、 渗漉法，但只适用于对热稳定的成分的提取。三法比较，煎煮法只能用水作提取溶剂，回流 提取法溶剂消耗量较大，连续回流提取法节省溶剂，但提取液受热时间长。 1） 冷提法：适用于对热不稳定的成分的提取，但提取效率低于热提法，因此提取时间 长、消耗溶剂多。包括浸渍法和渗漉法。 2） 热提法：只适用于对热稳定的成分的提取，提取效率较高。包括煎煮法、回流提取 法和连续回流提取法。 3） 其它：酸水提取；碱水提取。 （二）水蒸气蒸馏法 能够用水蒸气蒸馏法提取的植物成分必须满足 3 个条件，即挥发性、热稳定性和水不溶
4.根据物质在两相溶剂中分配比的差异，如何对植物有效成分进行分离与精制？
1．液-液萃取 选择两种相互不能任意混溶的溶剂，通常一种为水，另一种为石油醚、乙醚、氯仿、乙 酸乙酯或正丁醇等。将待分离混合物混悬于水中，置分液漏斗中，加适当极性的有机溶剂， 振摇后放置，分取有机相或水相，即可将极性不同的成分分离。分离的难易取决于两种物质 在同一溶剂系统中分配系数的比值，即分离因子。分离因子愈大，愈好分离。 2．纸色谱（PC） 属于分配色谱。可用于糖的检识、鉴定，亦可用于生物碱的色谱鉴别等。 3．分配柱色谱 可分为正相色谱与反相色谱。正相色谱固定相极性大，流动相极性小，可用于分离水溶 性或极性较大的成分。反相色谱与此相反，适宜分离脂溶性化合物。
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增大，洗脱能力增强，洗脱速度加快。另外硅胶有一定的酸性，在用其分离碱性成分时，需 注意。
2）氧化铝吸附色谱 氧化铝亦为极性吸附剂，其吸附规律与硅胶相似。不同的是，氧化铝有一定的碱性，且 具有铝离子，在用其分离一些酸性或酚性成分时，易产生不可逆吸附而不能被溶剂洗脱。如 蒽醌类、黄酮类（葛根异黄酮除外）成分分离时一般不选择氧化铝。 3）活性炭吸附色谱 活性炭为非极性吸附剂，其吸附规律与硅胶、氧化铝恰好相反。对非极性物质具有较强 的亲和力，在水中对物质表现出强的吸附能力。常用于水溶液的脱色素，也可用于糖、环烯 醚萜苷的分离纯化等。 4）聚酰胺吸附色谱 聚酰胺吸附属于氢键吸附，系通过其分子中众多的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚 羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。因此， 聚酰胺吸附色谱特别适合分离酚类、醌类和黄酮类化合物。聚酰胺对被分离物质吸附力的大 小取决于被分离物质分子结构中可与聚酰胺形成氢键缔合的基团数目及氢键作用强度。同 时，溶剂也会影响聚酰胺对被分离物质的吸附，表现出各种溶剂在聚酰胺吸附色谱中洗脱能 力有大有小，其由弱到强的大致顺序为水、甲醇、丙酮、氢氧化钠水溶液等。 5）大孔吸附树脂吸附色谱 大孔吸附树脂同时具有吸附性和分子筛性。一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸 附，极性物质在水中易被极性树脂吸附。物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力 就小，反之就大。对非极性大孔吸附树脂来说，洗脱溶剂极性越小，洗脱能力越强。该法可 用于皂苷类成分的纯化分离。